Voorbeeld van kraakbeen in gewricht: knie

Skelet: kraakbeen en bot

Kraakbeen

• Gespecialiseerd bindweefsel dat plooibaar en sterk is:

- Schokdemping en maakt draaibewegingen mogelijk

- Geeft steun voor weefselstructuur

• Gerelateerd aan bot:

- Beide zijn onderdelen van skeletsysteem

- Embryonale fase: lange botten ontstaan uit kraakbeenmatrix

Hyalien kraakbeen

Elastisch kraakbeen

Fibotisch kraakbeen

3 typen kraakbeen

geen perichondrium

Hyalien kraakbeen

Elastisch kraakbeen

Fibotisch kraakbeen

3 typen kraakbeenMatrix: type 2 collageen

Verschillende functies: schokdemping, steun

Wijd verspreid: gewrichtseinde lange botten, neus, larynx, trachea, bronchien, ventrale einde ribben

Matrix: Type 2 collageen, elastische vezels

Sterk plooibaar

Oorlel, bekleding gehoorkanaal/buis, larynx en stemspleet

Matrix: type 1 collageen

Supersterk

Bekleding knieschijf, tussenwervelschijven, meniscus

perichondrium

lacunes met chondrocyten

chondrogene cellen

isogene groep

matrix

chondroblasten

Hyalien kraakbeen

Outer layer

Inner layer

Ontwikkeling hyalien kraakbeen

Mesenchymale cellen Chondroblasten Chondrocyten Isogene groepen

Ontwikkeling hyalien kraakbeen

Appositionele groei

Interstitiele groei

Ultrastructuur jonge chondrocyt

Ultrastructuur hyalien kraakbeenmatrix

Samenstelling hyalien kraakbeenmatrix

Aggrecaan Type 2 collageen fibril

ChondrocytHyaluron zuur

Samenstelling aggrecaan

Aggrecaan

Hyaluron zuur

Linker eiwit

Keratine sulfaat keten

Chondoitine sulfaat keten

Aggrecaan fungeert als spons: 80% water

Samenstelling aggrecaan

Aggrecaan

Hyaluron zuur

Linker eiwit

Keratine sulfaat keten

Chondoitine sulfaat keten

Aggrecaan fungeert als spons: 80% water

perichondrium

lacunes met chondrocyten

chondrogene cellen

isogene groep

matrix

chondroblasten

Elastische vezels

Elastisch kraakbeen

Matrix: Type 2 collageen, elastische vezels

Sterk plooibaar

Oorlel, bekleding gehoorkanaal/buis, larynx en stemspleet

lacunes met chondrocyten

matrix: type 1 collageen

Fibrotisch kraakbeen

Matrix: type 1 collageen

Supersterk

Bekleding lange botten, tussenwervelschijven, meniscus

Tussenwervelschijf hernia

Annulus fibrosus

Nucleus pulposus

Afbraak kraakbeen onder invloed van ontsteking

Afbraak kraakbeen onder invloed van ontsteking

Dendritische cellen

T cellen

Macrofagen

Bot

Kraakbeen

Synoviale ruimte

Pannus

DC

DC

DC

DCT

T

TTT

T

T

T

TT

M

M

MM

MBot

Afbraak kraakbeen in reumatoide artritis

CARTILAGE REGENERATION

Regeneration is limited because cartilage is avascular.

Some appositional regeneration can occur from chondroblasts around the periphery

Effect hormonen en vitaminen op hyalien kraakbeen

Hormoon Effect

- Thyroxine, testosteron, somatotropin Stimuleert groei en matrix vorming

- Cortison, hydrocortison, estradiol Remt groei en matrix vorming

Vitamine Effect

- Hypovitaminose A Reduceert breedte epifisaire schijf

- Hypervitaminose A Verhoogt botvorming epifysaire schijf

- Hypovitaminose C Remt matrix vorming; misvorming epifysaire schijf

- Afwezigheid vitamine D Geen calcificering van de matrix

(deficientie absorbtie Ca en P) (proliferate chondrocyten normaal)

• Steunen en beschermen van zachte weefsels

• Aanhechtingsplek voor spieren, hetgeen bewegen mogelijk maakt

• Opslag van mineralen, calcium en fosfaat – mineraal homeostasis

• Bloed cel productie (in rode beenmerg)

• Opslag energie (in gele beenmerg)

Functies van bot

• Lang bot (tibia)

• Korte bot (polsgewrichtsbeentjes)

• Platte bot (schedeldak)

• Onregelmatig gevormd bot (sfenoid in schedel)

• Sesamoid bot (verhoging effect pezen: knieschijf)

Anatomie van lang botkraakbeen

epifysaire schijf

sponzig bot

endostium

periosteum

medullaire ruimte

arterie

compact bot

• Diaphysis = shaft

• Epiphysis = one end of a long bone

• Metaphysis = growth plate region

• Articular cartilage over joint surfaces acts as friction & shock absorber

• Medullary cavity = marrow cavity

• Endosteum = lining of marrow cavity

• Periosteum = tough membrane covering bone but not the cartilage

Anatomie van lang bot

Endosteum

• Osteoprogenitor cells ---- undifferentiated cells

– can divide to replace themselves & can become osteoblasts

– found in inner layer of periosteum and endosteum

• Osteoblasts--form matrix & collagen fibers but can’t divide

• Osteocytes ---mature cells that no longer secrete matrix

• Osteoclasts---- huge cells from fused monocytes (WBC)

– function in bone resorption at surfaces such as endosteum

Cellen in bot

Osteoblasten langs en in bot

compact bot

Karaktristieke organische componenten van bot matix:

Type 1 collageen Aggrecan

Osteocalcine/Osteopontine

Processes of osteoblasts

Organic intercellular matrix

Caniculus Lacuna

Calicfied intercellular matrix

Formation of bone matrix

Karaktristieke anorganische componenten van bot matix:

Calcium en fosfor Ca10(PO4)6(OH)2

(hydroxyappetite crystals)

Processes in caniculi

Osteocyt in lacune in bot

• A type of connective tissue as seen by widely spaced cells separated by matrix

• Matrix of 25% water, 25% collagen fibers & 50% crystalized mineral salts

• 4 types of cells in bone tissue

Histologie van bot

Vorming van het osteon

Periosteum

• Dynamic and ever-changing throughout life• Skeleton composed of many different tissues

– cartilage, bone tissue, epithelium, nerve, blood forming tissue, adipose, and dense connective tissue

The skeletal system: bone tissue

Het skeletsystem: dynamisch and steeds veranderend

Het principe van de mechanotransductie

Bot-afbrekende cellen: de osteoclast

BorstelrandHeldere zone

Vesikel zone

Osteoclast precursor OsteoclastOsteoblast

PTH receptorPTH OPLG receptor

Osteoprotegerin ligand (OLPGL)

Stimulatie osteoclast door parathyroid hormoon (PTH)

Embryonaal: endochondrale verbening

1. Primaire verbeningsproces:

A. Miniatuur model of hyalien kraakbeen

B-D Vascularisatie van midden van diafyse:

- Chondrocyten worden osteovoorlopers

- Perichondrium wordt periosteum

- Osteoblasten vormen matrix

- Chondrocyten sterven af: vorming merg

- Botmatrix calcificeert: kraakbeen/bot complex

- Verdere absorptie kraakbeen en verbening en mergvorming

- Verdikking bot

2. Secundaire verbeningsproces

In epifyse start hetzelfde proces als in diafyse

- Osteovoorlopers vallen kraakbeen binnen en worden chondroblasten

- Epifisiale schijf blijft behouden

Endochondrale verbening: gecalcificeerd kraakbeen

Herstel botbreuk

A. Moblisering osteovoorloper cellen

B. Verbening langs breuk onder laag zuurstof

C. Vorming chondrogene cellen en kraakbeen

D. Calcificering kraakbeen (callus)

E. Absorbtie kraakbeen en secundaire botvorming(remodeling)

Effect vitaminen op skeletvorming

Vitamine Effect

- Vitamine A deficientie Remt botvorming: geen activiteit blasten en clasten (falen goede vorming schedel) (dwerggroei)

- Hypervitaminose A Remt groei: erosie kraakbeen

krimpen epifysiaire platen

-Vitamine C deficientie Rem groei en herstel: deficiente vorming matrix (scheurbuik)

- Vitamine D deficientie Geen calcificering van de matrix (deficientie absorbtie Ca en P) (rachitis en osteomalacie)